Результат интеллектуальной деятельности: СВЧ установка с биконическим резонатором для размораживания коровьего молозива в непрерывном режиме

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для размораживания коровьего молозива в фермерских хозяйствах.

Коровье молозиво собирают и хранят в замороженном виде при температуре минус 18-23°С до 8 месяцев. Размораживают его партиями до температуры 35-38°С [1].

Известны размораживатели молозива РМ-3, Иглус-2, БМ-40, работающие по принципу водяной бани за счет нагрева воды с помощью трубчатого электронагревателя [2]. В емкости с водой имеется вращающееся устройство, внутрь которого устанавливают бутылки с сырьем. Все размораживатели работают в периодическом режиме с большим расходом горячей воды и высокими энергетическими затратами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является микроволновая установка с квазистационарным тороидальным резонатором для размораживания коровьего молозива [3, патент РФ № 2694944, МПК A47J 39/00, опубл. 18.07.2019, бюл. № 20]. В квазистационарном резонаторе размер промежутка конденсаторной части меньше, чем длина волны. Концентрация электрического поля в конденсаторной части резонатора обеспечивает критическую напряженность электрического поля, позволяющего остановить развитие бактериальной микрофлоры в размороженном сырье. Недостатком этого размораживателя является то, что сырье загружается порционно, а процесс загрузки новой порции сырья с соответствующим диском-основанием осуществляется вручную.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности размораживания коровьего молозива в непрерывном режиме с обеспечением электромагнитной безопасности за счет подачи измельченного замороженного сырья в биконический резонатор.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность равномерного размораживания коровьего молозива путем воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты на измельченное замороженное сырье в биконическом резонаторе, обеспечивающем электромагнитную безопасность при непрерывном режиме работы.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемая СВЧ установка с биконическим резонатором для размораживания коровьего молозива в непрерывном режиме содержит

в вертикально расположенной цилиндрической емкости соосно вертикально расположенный биконический резонатор, где по горизонтальной оси установлен диэлектрический перфорированный диск в зубчатом венце, входящим в сцепление с ведущей звездочкой, установленной на валу электропривода с наружной стороны резонатора,

при этом над диском жестко закреплен диэлектрический скребок, а на образующей конуса по периметру основания со сдвигом на 120 градусов расположены магнетроны так, что излучатели направлены внутрь биконического резонатора, причем к верхней вершине пристыкована коническая емкость, внутри которой расположены оребренные вальцы с возможностью регулирования зазора между ними,

а к нижней вершине резонатора пристыкован запредельный волновод с краном, причем над основанием цилиндрической емкости расположен трубчатый электронагреватель.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, на которых представлены общая схема (фиг. 1) и пространственное изображение (фиг. 2) СВЧ установки с биконическим резонатором для размораживания коровьего молозива в непрерывном режиме.

СВЧ установка с биконическим резонатором для размораживания коровьего молозива в непрерывном режиме содержит:

коническую емкость 1 для приема замороженного сырья, вальцы оребренные 2, биконический резонатор 3, магнетроны 4 от СВЧ генераторов, диск диэлектрический перфорированный 5, зубчатый венец 6, ведущая звездочка 7, электропривод 8, цилиндрическая емкость 9, трубчатый электронагреватель (ТЭН) 10, запредельный волновод 11, кран для слива размороженного коровьего молозива 12, диэлектрический скребок 13.

СВЧ установка с биконическим резонатором для размораживания коровьего молозива в непрерывном режиме состоит из цилиндрической емкости 9, внутри которой соосно вертикально установлен биконический резонатор 3, вершины которого усечены. Вблизи вершин биконуса образуются поверхности, где наблюдается полное отражение волн, поэтому излучение из усеченных открытых концов значительно уменьшается.

На уровне горизонтальной оси биконического резонатора 3 расположен диск диэлектрический перфорированный 5 в зубчатом венце 6, входящий в сцепление с ведущей звездочкой 7, расположенный на валу электропривода 8. Над диском 5 жестко установлен диэлектрический скребок 13. Нижняя усеченная вершина биконического резонатора 3 состыкована с запредельным волноводом 11, содержащим кран для слива продукта 12. По периметру оснований конусов (в центральной области биконического резонатора 3) с наружной стороны со сдвигом на 120 градусов установлены магнетроны 4 от СВЧ генераторов. Верхняя усеченная вершина биконического резонатора 3 состыкована с конической емкостью 1 для приема замороженного сырья. Внутри емкости расположены вальцы оребренные 2 с возможностью регулирования зазора между ними. Над основанием цилиндрической емкости 9 установлен трубчатый электронагреватель 10.

Технологический процесс размораживания коровьего молозива происходит следующим образом. Залить воду в цилиндрическую емкость 9 так, чтобы вершина нижнего конуса оказалась в воде. Включить трубчатый электронагреватель 10 для нагрева воды, от которой нагревается поверхность нижней части биконического резонатора 3. Включить электропривод 8 для вращения диска 5 диэлектрического перфорированного за счет сцепления ведущей звездочки 7 с зубчатым венцом 6. Включить электродвигатель вальцов 2 оребренных. Загрузить замороженное сырье без тары в емкость 1. Сырье между вальцами измельчается и падает на диск диэлектрический перфорированный 5. Далее включить СВЧ генераторы, после чего излучатели магнетронов 4, направленные внутрь биконического резонатора 3 возбуждают в нем электромагнитное поле сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ). Измельченное замороженное сырье подвергается равномерному воздействию ЭМПСВЧ, нагревается, стекает через перфорации вращающегося диска 5. Диэлектрический 13 скребок (на фиг .не указан) очищает отверстия перфораций диска. Размороженное сырье в нижней части биконического резонатора дополнительно нагревается от его горячей поверхности. Регулируя частоту вращения диска и вальцов, площадь живого сечения перфорации, удельную мощность генератора можно размораживать сырье с - 20°С, и поддерживать температуру +(35-38)°С за счет трубчатого электронагревателя. Для слива воды и слива размороженного коровьего молозива имеются отдельные краны. Нагретое до 35-38°С коровье молозиво сливается в непрерывном режиме через запредельный волновод 11, при этом кран 12 открыт на определенный расход. Из-за того, что вершины биконического резонатора отсечены так, что диаметр не превышает четверть длины волны, поэтому при непрерывном режиме работы СВЧ установки электромагнитная безопасность для обслуживающего персонала соблюдается.

Источники информации

1. bizart.com.ua>ru/zamorozka-i-razmorozka-moloziva-2

2. soft-agro.com>telyata…sistema…ottaivaniya…svoimi…

3. Патент РФ № 2694944, МПК A47J 39/00, опубл. 18.07.2019, бюл. № 20.